输送机链轮的数控铣削加工编程研究

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      传统的输送机链轮加工工艺主要分为：锻造一热处理一粗车一钳工划线一铣一拉花键一钳工划线一电加工一钳修。其中电加工中，由于链窝的尺寸较大，电极一般采用石墨材料制作，在电加工过程中电极损耗较大，每加工2个链轮就要修磨一次电极，钳工劳动强度大，工作环境较差。
      为了提高加工效率、降低成本，利用数控铣床，使用普通铣刀一次完成上述外形铣削加工、电加工、钳工修磨多道工序内容，同时还节约了电加工电极的制作和修磨时间。由于链轮齿形复杂，如何利用数控系统的功能编制合理的加工程序、缩短程序长度、优化程序结构成为编程的关键。
      1、用户宏程序和子程序
      HNC-22M华中数控系统为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句，利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时的繁琐的数值计算，以及精简程序量。
      2、链轮齿形编程方法分析
      (1)链轮齿形多样性分析
      链轮齿形具有多样性，即使最常见的传动用短节距精密滚子链链轮，不同国家的标准中链轮齿形也稍有差别。本文以套筒滚子链轮总成的三圆弧一直线齿形(图1)为例，仅讨论符合GB8350—87规定的传动用短节距精密滚子链链轮的数控加工程序的编制方法。

图1  套筒滚子链轮总成的齿槽形状

      图1所示链轮虽然均由简单的圆弧和直线组成，然而基点坐标计算复杂，采用一般方法编程时计算工作量很大，且计算误差不易控制。采用宏程序将各基本参数、齿槽几何尺寸和基点坐标设为变量，编制包含变量的通用数控加工程序。
      (2)链轮齿形加工走刀路线和程序总体设计

图2  链轮齿形铣削加工走刀路线

      如图2所示，建立链轮编程坐标系，编程原点设于轴孔中心，z轴零点设为工件上表面。点A为超刀点。点Ax坐标可按下式确定：
      xA=da/2+d刀/2+(5～10)
      为保证齿廓加工质量，将插补齿槽圆弧的起点和终点分别从点a、点a'移至齿顶圆外的点e和e'点。刀具从点A出发，首先直线工进至点e，建立刀具右补偿(相当于逆铣，刀具中心偏移至点e1)，从点e开始工进切人工件，从点e'切出，完成齿槽I的加工，连续顺时针铣削完毕全部齿槽后，又回到点e(刀具中心至点e2)，最后工进退至起刀点A，同时撤消刀具半径补偿，若采用顺铣方式，可从点e'开始切人工件，从点e切出。
      程序设计基本思路是：首先编写一个齿槽的加工程序，再将坐标系旋转，旋转角以增量方式表示，以实现多次重复调用，最后加工出全部齿槽。为提高加工效率，应尽可能采用较大直径的铣刀。
      采用用户宏程序功能编制输送机http://www.yuyin.sh.cn链轮齿形数控加工程序，程序结构简明、逻辑严密，具有良好的易读性和易修改性。程序通用性强，对于基本参数不同的链轮，只需在主程序中改变齿形基本参数变量赋值，并根据链轮齿数改变坐标旋转宏程序的调用次数，即可满足新的加工对象的要求。利用数控铣床加工链轮的方法尤其适合于大型链轮的单件、小批生产。